In vollautomatisierten Fertigungsprozessen sind die Anlagenführer durch Schutzeinrichtungen wie beispielsweise Schutztüren oder Schutzhauben vor jeglichen gefahrbringenden Bewegungen der Maschine geschützt.
Wie kann dieser Schutz jedoch im Falle einer Wartung aufrechterhalten werden? Wie wird der Mitarbeiter geschützt, wenn die Maschine repariert oder gereinigt werden muss? Wann und wie darf der Bediener die Schutzeinrichtungen bewusst außer Kraft setzen?
Hier kommen die dreistufigen Zustimmfußschalter von BERNSTEIN zum Einsatz. Denn die Antwort auf diese Fragen lautet Zustimmfunktion.
Themenübersicht
1. Was versteht man unter Zustimmfunktion?
1.2. Zweistufige und dreistufige Zustimmfunktion
1.3. Aufbau eines dreistufigen Zustimmschalters
2. Wie funktioniert ein dreistufiger Zustimmfußschalter?
2.2. Warum ist nun eine Betätigung mit dem Fuß sinnvoll?
2.3. Einsatzgebiete der Fußschalter
Was versteht man unter "Zustimmfunktion"?
Die Zustimmfunktion ist eine seit vielen Jahren bewährte Funktion und auch seit langer Zeit Bestandteil verschiedener Normen, wie beispielsweise der EN ISO 12100.
Diese Norm befasst sich mit der Sicherheit von Maschinen und beschreibt die Zustimmfunktion als: „Zusätzliche handbetätigte Einrichtung, die in Verbindung mit einer Anlaufsteuerung benutzt wird und die bei ständiger Betätigung die Funktion der Maschine zulässt“.
Die Vorschriften besagen, dass bei geöffneter Sicherheitsumzäunung der Maschinenbetrieb durch eine Türverriegelung verhindert wird. Beim manuellen Betrieb, bei dem sich der Bediener während der Programmierung, der Wartung oder bei Testläufen der Maschine nähert, muss die Gefahr mit Hilfe verschiedener Maßnahmen verringert werden.
Dazu gehören langsamer Maschinenbetrieb (Verringerung der kinetischen Energie) sowie eine Einschränkung des beweglichen Teils der Maschine. Außerdem sind Maßnahmen zu treffen, die Maschine im Notfall anhalten zu können.
Zu solchen Sicherheitsmaßnahmen gehört der Einsatz von Zustimmschaltern. Alleine durch die Betätigung des Zustimmschalters darf jedoch keine Bewegung gestartet werden. Die Bewegung wird lediglich erlaubt und muss mittels separaten Startsteuerung eingeleitet werden. So schreibt es beispielsweise die EN 60204-1 vor, die sich ebenfalls mit der Sicherheit von Maschinen befasst.
Zweistufige und dreistufige Zustimmfunktion
Grundsätzlich werden Zustimmschalter in zwei- und dreistufige Varianten unterteilt. Die zweistufigen Typen sind veraltet und finden nur noch im Maschinenaltbestand Anwendung.
Bei Neuprodukten schreibt beispielsweise die EN ISO 10218-1 (Sicherheitsanforderungen für Industrieroboter) die dreistufigen Zustimmschalter vor.
Aufbau eines dreistufigen Zustimmschalters
Ein dreistufiger Zustimmschalter muss dabei folgende grundsätzliche Schaltstufen besitzen:
- Im Ruhezustand (Stufe 1) befindet er sich in der Aus-Funktion (Stellteil nicht gedrückt, Kontakte geöffnet).
- Leicht gedrückt (Stufe 2) schaltet er in die Zustimmfunktion (Stellteil bis Mittelstellung gedrückt, Kontakte geschlossen).
- Wird er weiter gedrückt (Stufe 3), schaltet er in die Aus-Funktion (Zwangsöffnung der Kontakte, Stellteil über die Mittelstellung hinaus ganz durchgedrückt)
Wird er in der Stufe 3 wieder losgelassen, kehrt der Schalter in die Stufe 1 zurück, ohne dass die Kontakte beim Übergang geschlossen werden. Den zweistufigen Zustimmschaltern fehlt die Stufe 3.
Da ein Mensch bei Panik oder schweren Schmerzen jedoch mehr zum Verkrampfen, also zum Durchdrücken neigt und weniger zum Loslassen, ist diese Stufe 3 von enormer Wichtigkeit für die Sicherheit des Bedieners und bei neuen Maschinen deswegen vorgeschrieben.
Kennzeichnungspflicht
Drei-Stellungs-Zustimmschalter müssen nach IEC 60947-5-8 dauerhaft und leicht lesbar mit folgendem Symbol gekennzeichnet werden:
Wie funktioniert ein dreistufiger Zustimmfußschalter?
Ein Zustimmfußschalter ist elektromechanisch identisch aufgebaut, wie die handbetätigte Variante. Der Unterschied besteht darin, dass die Schaltstufen logischerweise mit dem Fuß betätigt werden.
Die Stufe 1 ist auch hier die Ruhestellung. In der Stufe 2 betätigt der Bediener das Pedal des Fußschalters bis zum sogenannten Druckpunkt (taktiler Widerstand), um die Zustimmkontakte zu schließen und die Maschinenbewegung freizugeben. Wird das Pedal über die Mittelstellung hinaus ganz durchgedrückt (Stufe 3), so öffnen die Kontakte wieder.
Warum ist nun eine Betätigung mit dem Fuß sinnvoll?
Die Vorteile eines Zustimmfußschalters im Gegensatz zu einer handbetätigten Zustimmeinrichtung sind nicht schwierig zu erklären.
Gerade im Einrichtbetrieb, bei einer Reparatur oder während der Reinigung einer Maschine ist es von Vorteil, beide Hände zur Verfügung zu haben. Sehr oft muss in diesen Fällen die Maschine durch einen schrittweisen Vorschub mittels Schrittschaltung gefahren werden.
So hat der Bediener z.B. beide Hände frei beim Rollenwechsel an einer Drahtwickelmaschine. Hierbei muss der Draht der neu eingesetzten Rolle eingefädelt werden und im Zuge dessen fährt die Maschine mit verringerter Geschwindigkeit und die Freigabe der gefahrbringenden Bewegung wird durch das Drücken eines Zustimmfußschalter erteilt.
Der Anlagenbediener hat so die Möglichkeit den Draht mit beiden Händen an die gewünschte Position zu bringen, nachdem er die Bewegung mittels separater Startsteuerung in Gang gesetzt hat.
Einsatzgebiete der Fußschalter
Welche Vorteile bieten die BERNSTEIN Fußschalter mit Zustimmfunktion?
Ein wesentlicher Vorteil der BERNSTEIN Zustimmfußschalter liegt in der Positionsüberwachung. Denn steuerungstechnisch betrachtet sind die Pedalstelllungen 1 und 3 vollkommen identisch. In beiden Fällen sind die Zustimmkontakte geöffnet.
Möchte man nun die genaue Position des Pedals auswerten, so ist dies nicht ohne Hilfsmittel möglich. Die BERNSTEIN Zustimmfußschalter verfügen optional über einen zusätzlichen PNP-Meldeausgang, welcher die genaue Pedalposition signalisiert.
Auch die Verwendung einer sogenannten Unfallschutzhaube ist möglich. Diese schützt den Fußschalter vor unbeabsichtigter Betätigung und Beschädigung durch herabfallende Teile. Allerdings bekommen Fußschalter mit Unfallschutzhaube aus ergonomischen Gründen keine Zulassung für den Zustimmbetrieb.
Zusätzlich können die Zustimmfußschalter mit einer Sicherheitsrastmechanik ausgestattet werden. Diese sorgt dafür, dass der Fußschalter nach Erreichen der Schaltstellung 3 einrastet und der Anlauf der Maschine ohne vorheriges Entriegeln nicht möglich ist.
Weitere Einsatzgebiete der Fußschalter
Häufig werden Fußschalter als so genannte „Befehlseinrichtung mit selbsttätiger Rückstellung“ oder kurz „Tipptaster“ verwendet, um eine Maschine in den Betriebszustand zu versetzen. Hierzu sind Fußschalter mit Zustimmfunktion bestens geeignet, da sie mit dem integrierten zugelassenen Zustimmschalteinsatz sehr hohen Sicherheitsanforderungen gerecht werden.
Weitere Informationen zu Fußschaltern mit Zustimmfunktion sowie für den Tippbetrieb finden Sie in unserem Produktkatalog.